赖永进
中铁第六勘察设计院集团有限公司 广东 深圳 518000
随着地铁建设的快速发展，国家也在逐步完善地铁防火设计相关的规范、标准，并在2018年颁布实施了《火标》[1]，较之前的《地铁设计规范》GB 50157-2013[2]提出了更高的执行要求。如《火标》第8.1.3条第2款“当对站台公共区进行排烟时，应能防止烟气烟气进入站厅、地下区间、换乘通道等邻近区域”及第8.2.3条第3款“车站公共区发生火灾，驶向该站的列车需要越站时，应联动关闭全封闭站台门”。学者们根据各自对以上新标准的理解，同时为了保证站厅到站台的楼梯间或者扶梯口处有不小于1.5m/s的向下气流，对辅助站台火灾排烟的方案进行了研究和探讨，并应用在了实际的工程建设中。邱少辉[3]以武汉某个设置5组楼扶梯（比常规车站多一组）的车站为例，提出利用站台端部设置专用排烟风管进行协同站台火灾排烟的方案无法在楼梯、扶梯口处形成向下不小于1.5m/s的阻挡气流的结论；
许攀[4]通过对新标准的条文进行解读，认为开启站台门的辅助排烟方案仍满足新标准要求；
孙作华[5]通过对3种辅助排烟方案（含开启站台门的排烟方式）进行比选，推荐引专用辅助排烟风管进入站台层公共区的辅助排烟方式。但研究对象单一，导致对于常规设置楼扶梯组数的车站和非常规设置楼扶梯组数的车站得出不同的结论，缺少系统梳理，或者各地对新标准条文理解存在差异，开启站台门的常用排烟方式被反复对比分析，对不开启站台门方案的方案缺少全面研究。针对以上问题，笔者以深圳某车站为例，统筹考虑不同楼扶梯组数、不开启站台门等情况，总结出相对应不开启站台门的辅助站台排烟方式，供同行参考。
深圳市某车站设计时速120km/h，车辆采用A型车8辆编组，为地下2层标准岛式站台车站，设有全封闭的站台门，有效站台长186m，宽14m，车站外包长度为538.4m，标准段宽度23.2m，车站总建筑面积29934㎡，站厅层面积8104㎡（不含附属），站台层面积13426㎡，站台至站厅共设置4组楼扶梯，洞口宽5.8m，不利断面高度2.15m，楼扶梯侧面设置钢化玻璃，减小楼扶梯断面积。
2.1 车站公共区排烟设计
车站站厅公共区面积3360㎡，分为两个防烟分区，站台公共区面积2200㎡，单独为一个防烟分区，防烟分区排烟量按建筑面积不小于60m³/（㎡/·h）分别计算，排烟风机的风量按所负担的防烟分区中最大一个防烟分区的排烟量、风管（道）的漏风量及其他防烟分区的排烟口或排烟阀的漏风量之和计算，在车站两端机房内分别设置一台公共区排烟风机（选型风量132000m³/h，选型风压分别为1000Pa、1350Pa）, 通过直通室外的出入口自然补新风。
2.2 隧道通风系统设计
车站两端对应于每一条隧道各设置一台可反转变频隧道风机TVF（共4台）和相应的风阀（共16个）。风机风量为90m³/s，全压1300Pa，每端各采用1台卧式变频轴流风机TEF，风机风量为45m³/s，风机为变频风机。A端风压为700Pa，B端风压为800Pa。
2.3 无辅助排烟下的楼扶梯风速计算
公共区排烟当站台公共区发生火灾时，关停站厅层公共区排风与送风，只启动两端的排烟风机对火灾区域排烟，补风通过楼扶梯口进入。此时，楼扶梯处风速1.1m/s，无法满足1.5m/s风速要求。
3.1 不开站台门辅助排烟设计方案介绍
为了保证楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流，笔者提出以下6种辅助排烟方案：
方案1：在公共区通风空调系统送风主管处引一辅助排烟风管接至TEF风机（风量45m³/s）入口并设电动风阀，公共区空调送风管兼辅助排烟, 原理图见图1。
图1 兼辅助排烟的车站公共区空调系统原理图
站台发生火灾时，组合式空调器及其联锁电动风阀关闭，开启两端TEF风机及辅助排烟风管电动风阀，开启站台层电动阀，此时楼扶梯处风速2.9m/s，满足1.5m/s风速要求。根据已有TEF风机风量反推计算最多楼扶梯组数7组。
方案2：按满足楼扶梯风速要求加大公共区排烟风机排烟量，则某车站的单台排烟风机计算排烟量不应小于1.5×5.8×2.15×4×3600÷2=134676m³/h, 考虑风管（道）的漏风量及其他防烟分区的排烟口或排烟阀的漏风量之和计算后取整175100m³/h，楼扶梯组数越多，风机选型风量越大。
方案3：利用两端的TEF风机（风量45m³/s）进行辅助排烟，在车站轨顶排风道侧墙设置带电动阀门的辅助排烟风口，按排烟风口风速≤7m/s，单侧需设置6个2000mm×600mm的风口，共12个，同时开启两端的TVF风机，维持轨顶风道风力相对于隧道内压力的平衡，原理图见图2。
图2 兼辅助排烟的隧道通风系统原理图
此时楼扶梯处风速2.9m/s，满足1.5m/s风速要求。根据TEF风机风量反推计算最多楼扶梯组数 7组。
方案4：利用两端的TEF风机（风量45m³/s）辅助排烟，在靠近站台公共区的两端设备区设置排热风室或者夹层，风室或者夹层引一辅助排烟风管进入公共区，风管设置电动风阀，原理图见图3。
图3 兼辅助排烟的车站轨道排风系统原理图
站台发生火灾时，关闭车站排热支管电动风阀，开启辅助排烟风管电动风阀，开启两端的TEF风机进行辅助排烟，此时楼扶梯处风速2.9m/s，满足1.5m/s风速要求。根据TEF风机风量反推计算最多楼扶梯组数7组。
方案5：无设置轨道轨顶排风系统的车站，采用双风速TVF风机（90m/70³/s）辅助排烟，车站轨行区上方设置专用辅助排烟轨顶风道，轨顶风道末端引一辅助风管进入站台公共区，风管设置电动风阀，原理图见图4。
图4 兼辅助排烟的车站隧道通风系统原理图
站台发生火灾时，关闭隧道风系统活塞风阀及相关机械风阀，打开辅助排烟风阀，启动两端各一台TVF风机低速运行进行辅助排烟，此时楼扶梯处风速3.9m/s，满足1.5m/s风速要求。根据TVF低速运行风机风量反推计算最多楼扶梯组数10组。
方案6：无设置轨道轨顶排风系统的车站，利用TVF风机（风量90m³/s）辅助排烟，站台门上方设置辅助排烟风口及电动风阀，单侧6个2000mm×600mm共12个，原理图见图5，对于楼扶梯组数较多的车站，需验算辅助排烟风口尺寸与个数。
图5 兼辅助排烟的车站隧道通风系统原理图
站台发生火灾时，关闭隧道风系统活塞风阀，打开辅助排烟风阀，启动两端两台TVF风机进行辅助排烟，此时楼扶梯处满足1.5m/s风速要求。
3.2 不开站台门的辅助排烟设计方案比较
方案1：满足楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流要求，适用于楼扶梯组数≤ 7组的车站，公共区送风系统需按排烟标准修改，控制简单，但该方案公共区送风管尺寸加大对车站规模影响较大，部分常规车站无法实施，同时要求站台兼排烟的送风口确保在储烟仓内，两种工况下的风口调试困难。
方案2：通过增加公共区排烟风机风量满足风速要求，维持原车站系统设计，简化了系统，但加大风机风量增加了设备投资，同时排烟风管尺寸加大对车站规模影响较大，部分常规车站特别是楼扶梯组数≥5的车站无法实施。
方案3：可以满足楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流要求，适用于楼扶梯组数≤ 7组的车站，对车站规模影响不大，但需要确保排烟口在储烟仓内，同时风口入口600mm范围内不能布置综合管线，靠近站台门的吊顶宜采用镂空框架造型；
另因需开启TVF风机进行抽排，以减少通过轨顶排热风孔对轨行区的排风，又要避免烟气沿着轨顶排风口进入轨行区，因此前期需要深入的模拟和现场调试，否则达不到设计排烟效果。
方案4：满足楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流要求，适用于楼扶梯组数≤ 7组的车站，较方案3更易调试，排烟效果好，但由于需要设置夹层，部分车站特别是两柱三跨车站实施困难，影响房间布置。
方案5：满足楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流要求，适用于无设置轨道排风系统且楼扶梯组数≤10组的车站，轨行区上方设置专用辅助排烟轨顶风道，可实施性强，排烟效果好，对车站规模影响小，但由于增设轨顶排烟风道，增加了土建造价。
方案6：可以满足楼梯间或扶梯口处不小于1.5m/s的向下气流要求，较方案5相比，减少了土建造价，但对站台门上方的辅助排烟电动风阀密封性要求比较高，同时需要确保排烟口在储烟仓内，风口入口600mm范围内不能布置综合管线，靠近站台门的吊顶宜采用镂空框架造型；
站台门上方的排烟风阀尺寸和个数，前期需要深入的模拟确定。
（1）方案1与2对建筑规模要求比较高，以8A标准车站为例，排烟风管风速不超过20m/s，公共区送风管需采用2000mm×1250mm，土建规模加大，投资增加，因此不建议采用。
（2）方案3 TVF风机与TEF风机组合方案需要前期根据每个车站的实际情况进行深入研究与气流模拟，控制复杂，前期工期投入大，现场调试工作量多，实际排烟效果有待检验，故笔者不推荐采用。
（3）方案4在部分地铁工程中已得到采用，排烟效果好，适用性强（楼扶梯组数≤ 7组），控制与调试较方案3简单，对土建规模影响较方案1与2小，建议采用。
（4）方案5与6对比，方案5排烟效果好，适用性强（楼扶梯组数≤ 10组），而方案6烟气进入车站隧道后由活塞风井或者排风井排出地面，不满足《火标》第8.1.3条第2款规定，因此对于无设置轨道排风系统的车站，建议采用方案5。
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